Мифология технологий

В предыдущем выпуске «Мифологии технологий» мы говорили о плохих идеях и заблуждениях, которые становятся «общеизвестными» и в итоге повторяются без всякого сопротивления. Со временем они становятся почти постоянными, хотя могут быть вырваны из контекста, неправильно поняты, полностью или частично ошибочны. Вот несколько примеров.

Может быть, кабель испортился?

Нет, провода и кабели не могут просто так «испортиться». Это одно из моих любимых объяснений или вопросов от клиентов, когда в их системах возникают проблемы. Кабели могут выйти из строя из-за повреждения или неправильного использования. Они могут быть перерезаны, зачищены, сгореть, разодраны, закорочены или перекушены (вспомните «Балладу о сэре Робине» Монти Пайтона), но они не просто выходят из строя, когда спокойно выполняют свою работу. Это пассивные устройства - ни цепей, ни источника питания, ни тепла.

Да, кабели могут нагреваться. Слишком большой ток через слишком маленький провод - это рецепт нагрева и возможного выхода из строя (в крайнем случае). Но я бы назвал это неправильным использованием, а не нормальными условиями. Кабели, передающие питание, такие как шнуры переменного тока, адаптеры постоянного тока и Ethernet с POE, должны быть рассчитаны на конкретное применение. Спросите любого электрика о нагрузках на цепи и калибрах проводов в зданиях; не зря это прописано в Национальном электротехническом кодексе.

В AV я бы утверждал, что наиболее вероятное место для отказа - это место крепления разъема к проводу. Избежание сбоев при напряжении - основная причина для соблюдения надлежащих правил монтажа, таких как поддержка длинных проводов и разгрузка от натяжения в местах соединения.

Но с использованием оптоволокна и высокоскоростной сети Ethernet все стало сложнее из-за ограничений по радиусу изгиба и длине. Оптоволокно, кабели CAT6 и CAT7 сами по себе не портятся, но при неправильном обращении или монтаже они могут вызвать проблемы, не будучи явно поврежденными. По мере повышения частоты или скорости передачи данных параметры инфраструктуры становятся все более требовательными. Физика говорит, что то, что хорошо работало при более низких скоростях передачи данных, может не выдержать при увеличении скорости.

Попробуйте протянуть 10 Гбит Ethernet через инфраструктуру, которая была построена для 1 Гбит. Это может сработать, возможно, в некоторых областях. Или сеть может начать вести себя неправильно. Неужели кабели внезапно испортились? Я так не думаю.

Тайна кабельной проводки DMX

Если вы используете DMX-управление для систем освещения, вы могли столкнуться с распространенным среди профессионалов и производителей светотехники мнением, что проводка DMX требует особых усилий. Производители кабелей выпускают специальные DMX-кабели, гарантия на некоторые продукты может быть аннулирована, если используется «неправильный» кабель, даются предупреждения не использовать аудиокабель или кабель категории для DMX! Действительно ли DMX такой особенный?

Нет, это просто последовательные данные. Протокол DMX512, стандартизированный ANSI, основан на передаче данных EIA/TIA-485, широко известной как RS-485. Это асинхронная дифференциальная передача данных в одном направлении по витой паре проводов. Другими словами, это похоже на сбалансированное аудио, в смысле отсеивания шумов, передаваемых по кабелю. DMX официально поддерживает до 32 устройств, пассивно соединенных в последовательную цепь, обычно каждое устройство имеет входной и выходной (шлейф) разъем. Конец цепи должен иметь оконечное сопротивление 110-120 Ом, обеспечиваемое конечным устройством или оконечным штекером.

Спецификация DMX предусматривает использование кабеля с импедансом 110 Ом и 5-контактных разъемов XLR. Но поскольку в стандарте используются только контакты 1, 2 и 3, на некоторых устройствах встречаются и 3-контактные XLR. Я не являюсь поклонником такого «обмана», поскольку эти же разъемы уже используются для аудио, а иногда и для питания. Но с электронной точки зрения в этом нет ничего плохого.

Некоторые приборы используют разъемы RJ45 для DMX, что экономит место. Это также позволяет использовать стандартные кабели ethernet (четыре витые пары с RJ45 на каждом конце) для подключения устройств. Он настолько популярен, что производители продают адаптеры для перехода от XLR-5 к RJ45 в разных направлениях. Является ли это катастрофой, ожидающей своего часа?

Ну, нет. Для начала, скорость передачи данных DMX512 составляет всего 250 КГц (это ¼ МГц). Было время, когда это было довольно быстро, но не теперь. Тем не менее, это все равно очень высокая частота по сравнению с аналоговым аудио, поэтому использование аудиокабеля для DMX требует некоторой осторожности. В отличие от этого, старый 10BaseT ethernet на кабеле CAT5 работал на частоте 10 МГц, поэтому витые пары и импеданс кабеля CAT5 или CAT6 подходят для этого приложения.

Как и в случае с любым сигналом данных, который, по сути, является высокочастотной квадратной волной, совместное влияние кабеля, разъемов и расстояния приводит к округлению квадратных фронтов и размазыванию (джиттеру). Таким образом, в игру вступает еще один фактор - насколько хорошо данные DMX восстанавливаются схемами приемника в светильниках или диммерах, а это не так просто узнать.

Я подозреваю, что производители опасаются, что люди могут попытаться использовать некачественные кабели, слишком много устройств или слишком большое общее расстояние. И когда возникнут проблемы, винить будут оборудование. Поэтому они выпускают строгие спецификации и грозные предупреждения. А пользователи, которые ничего не понимают в последовательной передаче данных (включая многих профессионалов в области освещения), принимают и повторяют эти идеи, пока они не становятся евангелием и слишком «рискованными», чтобы их оспаривать. Технологическая мифология в действии!

В конце концов, здесь нет никакой магии, просто разумное применение передовых методов. Для небольшого количества светильников, без большого расстояния между устройствами, я бы ожидал, что любой приличный кабель витой пары будет в порядке. Когда системы становятся больше, увеличивается количество устройств и их расположение, использование соответствующего кабеля и контроль длины проходов становятся важными. Использование активных разветвителей часто имеет смысл, как для сокращения цепочек, так и для повышения гибкости прокладки кабелей.

DMX также требует заделки в конце каждой последовательной цепи, которая может быть обеспечена переключателем на приборе или подключаемым терминатором.  Заделка помогает предотвратить отражения сигнала, которые могут исказить данные и вызвать нестабильное поведение.  Некоторые системы могут работать без заделки, но заделка - это хорошая практика!  Также обратите внимание, что RDM, дополнительный протокол для двусторонней связи между контроллерами и светильниками, работает на тех же трех контактах XLR, которые уже подключены для DMX.

Так, например, в небольшой телестудии я могу использовать активный сплиттер на сетке, чтобы сделать четыре или шесть цепочек с выхода осветительной консоли и использовать их для групп светильников, которые функционально связаны или физически близки. Я бы, вероятно, купил кабели «DMX», поскольку они легко доступны и не дороже хороших аудиокабелей. Если кабели нужно делать на месте, я бы, скорее всего, использовал CAT6 (удвоить пару витых пар так, чтобы один провод из каждой пары был на контакте 2, а другой - на контакте 3). Однопарный аудиокабель также может подойти для одного короткого участка, например, от платы освещения до сплиттера. Назовите меня бунтарем!

Больше разрешения - лучше

В этой области восприятие клиента может не совпадать с реальными потребностями. Маркетинг и жаргон настолько захватили потребительские технологии, что многие - возможно, большинство - людей, не относящихся к конкретным технологическим отраслям, не знают, что означают те или иные вещи и когда они имеют значение. Поэтому они приходят к нам с требованиями, основанными на слухах или непонимании.

Отличный пример - спрос на видео в формате UHD/4K. Если это не 4K, то это недостаточно хорошо! Существуют причины для использования камер 4K, например, необходимость захватить больше деталей или возможность получить изображение HD-качества из большой сцены. Но какова конечная цель видеосъемки? Во многих случаях съемка 4K не дает никаких преимуществ по сравнению с HD, потому что никто не увидит полного разрешения 4K в любом контексте. Это особенно актуально для видео, передаваемого на платформы потокового вещания. И цена, которую приходится платить за увеличение скорости передачи данных и размера файлов, огромна!

Что касается мониторов, то большое количество производимых сейчас ЖК- и OLED-панелей имеют «родное» UHD-разрешение, но я иногда ищу мониторы с родным HD-разрешением, если знаю, что исходный материал будет HD. Конечно, качество масштабирования внутри дисплеев может сделать это ненужным, но, допустим, вы строите видеостену из четырех дисплеев, используя один входной сигнал UHD (3840×2160). Четыре HD-дисплея точно соответствуют этим размерам пикселей. Зачем использовать 4K-дисплеи? Есть ли визуальное улучшение? Можно ли его заметить с расстояния просмотра? Реклама 4K-дисплеев может показаться кому-то впечатляющей, но иногда это просто разговоры.

Другой пример - дисплеи, используемые на сценах или студийных площадках. Если сцена снимается HD-камерами с разным расстоянием и зумом, что выиграет от использования 4K-дисплея (или реального 4K-контента) на 50-дюймовом мониторе позади ведущего? Или даже на 90-дюймовом мониторе? Камеры не видят таких деталей. Даже 4K-камеры не увидят этих деталей, если только они не будут приближены прямо к дисплею (в этом случае вы все равно будете бороться с другими артефактами).

Превышение 4K нужно для кинопроектов и науки, ИМХО. Вам нужно достаточно пикселей, чтобы представить контент, пригодный для просмотра с ожидаемого расстояния. Использование большего количества пикселей может ничего не дать. Интересно, что исследования показали, что пользу зрителю приносят более высокий динамический диапазон (большая контрастность) и более широкая цветовая гамма (больше возможных цветов). Обе эти технологии в той или иной степени доступны во многих профессиональных и потребительских продуктах, и они почти ничего не добавляют к полезной нагрузке данных. Как говорят некоторые видеоинженеры, «не больше пикселей, а лучше пикселей!».